全 文 ：第 7 卷 第 2 期
1 9 9 4 年 4 月
林 业 科 学 研 究
FO R E S T R E S E A R CH
V o l
.
7
,
N o
.
2
A P r
. ,
1 9 9 4
基因库中 21 个美洲黑杨无性系的抗寒性 ‘
徐 红 张绮纹 陈一山 解荷峰
关键词 美洲黑杨无性系 、抗寒性 、电导率 、膜脂脂肪酸不饱和度
美洲黑杨 (尸oP ul us de ltol d es M a r sh) 无性系具有生长迅速 ,抗病虫性较强等优良性状 。 历
史上引种成功的几个美洲黑杨无性系已成为我国杨树人工林中主栽树种和改 良乡土杨树的重
要亲本材料 . 由于这些无性系多为南方型品种 , 不耐低温 , 因此难以向北推广 。 为迅速培养出
美洲黑杨更新换代品种和具有抗寒性的原始材料 , 于 1 9 8 0 年从法国 、加拿大 、意大利引进了一
大批美洲黑杨无性系 , 19 8 4 年种植在山东长清县 。 从该基因库内选出 21 个无性系进行抗寒性
试验 , 可望从中选育出适于北方种植的品种 。
1 材料和方法
L I 供试材料
1 9 9 3 年 2 月在 山东省长清县黑杨派基因库 内 21 个 10 年生美洲黑杨无性系 (表 l) 大树
上 , 采集树冠下部 1 年生经过越冬的枝条进行试验 .
表 1 无性系来源概况及膜脂脂肪酸不饱和度和电导率
无性 系号 名称 纬度 膜脂脂肪酸
(
。 ’
N ) 不饱和度
: :;
电导率
( % )
15
.
16
24
.
18
19
.
8 3
16
.
4 1
2 5
.
2 7
15
.
2 1
1 9
.
1 5
1 8
.
6 1
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7
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6
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5 3
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5418932068 7
9 0
1 1 3
7 8
8 9
1 0 0
1 0 3
9 l
9 7
6 5
6 7
6 3
6 4
7 0
5 5
1 0 5
5 0
3 6
3 0
,
:;
D 1 9 5
D sl
D 1 5 5
D 8 9
D 90
D 9 1
D 3 7
D 4 2
D 4 3
H 1 9 4
一 2 9 7
H 1 9 2
一
1 79
L 15 0A 6 8
L 10 6
一 7 9
L ll o 一 2 4 7
L 15 2 A 7 7
D 6 9
5 5 / 6 5
ZK E N S
2 6 3 1
63 / 5 1
2 5 18
引种国家
加拿大
加拿大
加拿大
加拿大
加拿大
加拿大
加拿大
加 t 大
加章大
法国
法 国
法 国
法国
法国
法国
加拿大
南斯拉夫
愈大利
荷兰
意大利
荷 兰
加拿大萨斯喀彻沮 省
加拿大马尼托 巴省
加拿大马尼托 巴省
加拿大纽芬兰 省
加幸大安大略省
加拿大安大略省
加拿大安大略省
加拿大安大略省
加拿大安大略省
美国俄亥俄州
美国俄亥俄州
美国伊利诺斯州
美国伊利诺斯州
美国伊利诺斯州
美国伊利诺斯州
美国俄亥俄州
美国伊利诺斯州
美国肯塔荃州
美国田纳西州
美 国密西西 比州
美 国密西西 比州
1 9 93一 10一 17 收稿 。
徐红实 习研究员 , 张绮纹 ( 中国林 业科学研究院林业研究所 北京 10 0 0 91 ) . 陈一 山 , 解荷峰 ( 山东省林业厅种苗站 ) .
, 本文属 “八五 ”攻关课题“美州黑杨荃因资深的收集 、保存和利 用 ”的一部分 . 在脂肪酸分析实验 中 , 得到了王文芝 、陆
熙娴副研究员的大力帮助 , 谨此致谢 .
2 期 徐 红等 : 基因库中 21 个美洲黑杨无性系的抗寒性
1
.
2 试验方法
1
.
2
.
1 电导率的N.l 定 将采集的枝条用水冲洗擦干 , 截成 1 c m 长小段 , 再用去离子水冲洗 3
次 , 洗后用滤纸吸干水分 。 称取各无性系样品 1 . 5 9 ,重复 3 次 。 将枝条置于 50 m L 的小烧杯
中 , 加去离子水 30 m L 。 在 26 ℃恒温箱中浸提 16 h , 然后在同样的温度下用 D D S 一 n 型电导仪
测定浸提液的电导度 (尸) , 以代表经 自然低温后离体茎细胞电解质的外渗值 。 测定后放入水浴
中煮沸 25 m in , 按上述相 同条件再次浸提测定 电导度 (尸尸 ) , 以代表离体茎 电解质的总含量 。
最后计算电导率 .
电导率% 一 电导度 (尸)/ 煮沸电导度 (P p ) X 10 %
1
.
2
.
2 膜脂脂肪酸不饱和度的测定
1
.
2
.
2
.
1 膜脂脂肪酸的提取 将枝条置于 1 10 ℃高温下 5 m in 热杀钝化脂酶 。 冷却后称取祥
品 3 9 , 用氨仿 一甲醇溶液研磨抽提总脂 , 再根据液一液分离法用石油醚去除总脂中的中性脂 ,
得到膜的极性脂 。
1
.
2
.
2
.
2 膜脂脂肪酸不饱和度的测定 将提取 的膜脂 甲醋化 , 再用 日本岛津 G C 一7A G 型气
相色谱仪测定脂肪酸组分 。 S E 一30 分柱长 3 m , 内径 3 . 5 m m , 柱温为程序升温 , 每分钟升 4 ℃ ,
由 1 7 0 ℃升至 2 20 ℃ , 汽化室温度为 3 0 ℃ , 载气 N Z 的压力为 30 k g /c m , , 燃气 H Z 的压 力为
0
.
6 k g /c 耐 , 压缩空气压力为 0 . 4 k g /c m , 。 用 日本岛津 c R 3A 型色谱数据处理机计算各组分
的峰面积 , 再计算不饱和脂肪酸的峰面积之和与饱和脂肪酸峰面积之和的 比值 , 作为膜脂脂肪
酸不饱和度 。
2 结果与分析
2
.
1 细胞膜的透性与抗寒性
植物遭受低温侵害后 , 细胞膜透性加大 , 使浸泡组织的水溶液的电导率增加 , 此电导率的
大小与组织受害的程度成正相关 〔, 〕。 试验测得经过 自然越冬 1 年生茎的电导率 , 可作为无性系
的抗寒参考指标 。
各无性系的电导率 (括号内 )由小到大依次为 : 8 7 (2 5 . 2 6 ) 、 1 0 0 (1 5 . 12 ) 、 7 5 (1 6 . 4 2 ) 、 9 -
(1 8
.
6 1 )
、
1 0 3 (1 9
.
1 5 )
、
1 1 3 (1 9
.
8 3 )
、
6 5 (2 2
.
5 5 )
、
6 4 (2 4
.
0 6 )
、
9 7 (2 4
.
0 8 )
、
9 0 ( 2 4
.
1 8 )
、
1 0 5
(2 4
.
8 0 )
、
6 7 (2 5
.
0 2 )
、
7 0 (2 5
.
1 9 )
、
8 9 (2 5
.
2 7 )
、
6 3 (2 5
.
3 2 )
、
5 5 (2 5
.
6 5 )
、
2 9 (2 7
.
1 9 )
、
3 0 (2 7
.
4 1 )
、
1 3 5 (3 2
.
2 6 )
、
5 0 (3 4
.
4 3 )
、
3 6 (4 2
.
2 6 )
。
方差分析 (表 2) 表明不同无性系的电导率值存在着显著差异 , 根据多重比较 (表 3) 的结
果 , 可将无性系相对地分为三个抗寒等级 。
较抗寒 : 8 7 、 1 0 0 、 7 8 、 9 1 、 1 0 3 、 1 1 3 。
抗寒力中等 : 6 5 、 6 4 、 9 7 、 9 0 、 2 0 5 、 6 7 、 7 0 、 8 9 、 6 3 、 5 5 、 2 9 、 3 0 。
不抗寒 : 3 6 、 5 0 、 1 3 5 。
2
.
2 膜脂脂肪酸不饱和度与抗寒性
杨树茎膜脂脂肪酸中的主要饱和脂肪酸为 : 月桂酸 、肉豆落酸 、棕搁酸 ; 主要不饱和脂肪酸
为 : 亚油酸和亚麻酸 , 其 比值 (表 l) 反映了膜脂脂肪酸的不饱和度 。 膜脂脂肪酸不饱和度与抗
寒性成正相关川 , 因为植物膜系统中不饱和脂肪酸含量高 , 能抵抗冰冻脱水所造成的伤害 。
林 业 科 学 研 究 7 卷
表 2 无性系的电导率方差分析
变差来源
无性系间
重复间
剩余
总和
自由度 离差平方 和 均方 F F 临界值
(0
.
0 5 )
检验结果
2 0
2
4 0
6 2
2 4 6 5
.
7 54
0
.
8 9 1
1 4 9
.
5 4 3
2 6 1 6
.
1 8 8
1 2 3
.
2 8 8
0
.
4 4 5
3
.
7 3 9
3 2
.
9 8
0
.
1 2
1
.
8 4
3
.
2 3
(0
.
0 1 )
2
.
3 7
5
.
1 8
差异显著
差异不显著
表 3
无性系号 3 6 50 1 3 5 3 0 2 9 5 5 6 3
各无性系电导率差异比较¹
8 9 7 0 6 7 10 5 9 0 9 7 6 4 6 5 113 1 0 3 9 1 7 8 1 00 8 7
¹ 采用 乙夕R o . 。, 值进行比较 。
各无性系不饱和度 (括号内 )由大到小依次为 : 9 1 ( 8 . 7 4 ) 、 8 7 ( 8 . 52 ) 、 9 0 ( 8 · 48 ) 、 8 9 ( 8 · 10 ) 、
7 8 ( 8
.
0 1)
、 9 7 ( 7
.
9 0 )
、 113 ( 7
.
8 4 )
、 6 7 ( 7
.
6 3 )
、 10 0 ( 7
.
53 )
、 10 3 ( 7
.
42 )
、 6 5 ( 7
.
26 )
、 64 ( 7
.
0 3 )
、 10 5
( 6
.
9 1 )
、 7 0 ( 6
.
7 6 )
、 63 ( 6
.
5 3)
、
50 ( 6
.
44 )
、 55 ( 6
.
3 8 )
、 29 ( 4
.
55 )
、 30 ( 4
.
4 2)
、 135 ( 4
.
27 )
、 36 ( 4
.
0 8 )
。
按膜脂脂肪酸不饱和度将无性系相对地分为三个抗寒等级 。
较抗寒 : 9 1 、 8 7 、 9 0 、 8 9 、 78 、 9 7 、 113 。
抗寒力中等 : 6 7 、 10 0 、 10 3 、 6 5 、 6 4 、 10 5 、 7 0 、 6 3 、 50 、 55 。
不抗寒 : 36 、 135 、 30 、 29 。
2
.
3 电导率 、膜脂脂肪酸不饱和度与纬度的相关性
由表 1 、图 1 可看出 , 无性系的电导率和膜脂脂肪酸不饱和度都和纬度变化有较大的相关
性 , 随纬度由高到低 , 电导率值呈上升趋势 , 膜脂脂肪酸不饱和度呈下降趋势 。两者与纬度的相
关系数分别为一 0 . 646 7 ( ) r o . 。1 ( 20 ) = 0 . 536 8 )和 0 . 8 28 6 ( ) r o . 。。1 ( 20 ) = 0 . 6 52 4 ) , 相关系数
都达到了极显著水平 。
3 结论
(%哥啼御3042划显暴降斑拐加咬综合电导率和膜脂脂肪酸不饱和度
可看出 , 来源纬度在 45 ON 以上的抗寒
力较强 , 40 ~ 45 ’N 之 间的抗寒力中等 ,
4 0
O
N 以下的抗寒力较弱 。 综合 电导率
及膜脂脂肪酸不饱和度分析的结果 , 可
判 定抗寒力 较强的品种为 : 87 、 78 、 91 、
1 1 3
、
1 0 号无性 系 ; 抗寒 力较弱的品种
为 : 3 6 、 1 3 5 、 5 0 、 3 0 号无性系 。
脂肪酸不饱和度
3 ‘- es es . ‘- e 一‘盛‘一一一, J 一一~ ~ J . ~ ~ ~ 明卜~ ~ ~ ~ ‘. ~ . 曰 1 0
3 0 3 4 3 8 4 2 4 6 5 0 5 4 5 8
纬度 ( 。N )
图 l 月旨肪酸 不饱和度与电导率随纬度变化趋势
2 期 徐 红等 : 基因库中 21 个美洲黑杨无性系的抗寒性 2 3 7
参 考 文 献
王明麻 , 黄敏仁 . 黑杨派无性系的抗寒性研究 , 南京林产工业学院学报 , 19 8 2 , 6( 4) : 105 一 110 ·
王明麻 . 黄敏仁 . 杨树杂种膜 脂脂肪酸组分与抗寒性的关系 , 南京林学 院学 报 , 19 84 , 8 (4 ) : 29 ~ 34 .
刘友良 , 朱根海 , 植物抗冻性测定技术的原理和 比较 . 植物生理学通讯 , 1 98 5 , 2 1 (l ) : 40 ~ 4 3.
S tu d y o n th e C o ld R e sista n e e o f P op
u lu s d elto id e s
C lo n es in G e n e
一
lib r a r y
X u H
o n g Z h a n g Qiw e n C丙e n Y is h a n X ie H 代八于n g
A b st r a e t 2 1 P OP
u lu s d e lt o id
e s
M a r sh
.
elo n e s p la n t e d in th e g e n e
一
lib
r a r y in C ha n g q in g
C o u n ty
,
S ha n g d o n g Pr o v in e e w e r e u s ed a s e x p e r im e n t a l m a t e r ia l t o m e a
s u r e t he ir e le e tr o ly te
Pe r m e a b ility a n d r a t io o f the u n s a t u r a te d to s a tu r a te d fa t ty a e id in t he e e ll m e m b r a n e a s
in d e x e s o f e o ld re s is ta n e e
.
T h e r e s u lt s s ho w t h a t th e elo n e s w ith h ig h e o ld r e s is ta n e e a r e N o
.
8 7
,
7 8
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1 1 3
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.
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5 0
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3 0
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T h o s e e !o n e s w ith
h ig h e o ld r e s is ta n e e e a n be e x p e e te d t o be e u ltiv a t ed in fu r th e r n o r th e r n r e g io n s
.
K ey w o r d s POP
u lu s d e lto id o s e lo n e
, e o ld r e s is t a n e e
, e le e t
r o ly te p e r m e a b ilit y
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fa t t y a e id
X u H o n g
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R e
s e a re h Pro b a it io n e
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Z ha n g Q iw
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s e a r eh In
s t it
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r e s t r y , C A F Be iji
n g 1 0 0 0 9 一) , C h e n
Y ish a n
,
X ie H e fe n g (T h e Se
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r e s t r y , S ha n d o n g P
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